JP2014125681A - 蒸着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】坩堝内の蒸着材料の残量をリアルタイムに監視し、残量を正確に把握することのできる蒸着装置を提供する。
【解決手段】蒸着装置１００は、加熱室１１０と、坩堝１２０と、少なくとも１つの温度計測部材１４０とを含む。坩堝１２０は、加熱室１１０中に設置され、蒸着材料１３０を収容する。各温度計測部材１４０の計測端１４０Ｍは、坩堝１２０の内部に設置され、蒸着材料１３０の温度または坩堝１２０内の環境温度を計測することにより、蒸着材料１３０の坩堝１２０内にある容量を監視する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着装置に関し、特に蒸着材料の残量を監視可能な蒸着装置に関するものである。
半導体、平面ディスプレイおよび太陽エネルギーなどの産業において、蒸着工程（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）は成膜によく適用される技術である。蒸着工程の原理は、坩堝内に蒸着材料を仕込んでから、坩堝を加熱室に入れて加熱し、蒸着材料が熱を受けて気体状態に蒸発し、更に気化した蒸着材料によって基板上に成膜するものである。
有機発光表示装置の製造工程において、蒸着工程によって基板上に有機発光層を形成してもよい。しかしながら、従来の蒸着工程において、坩堝の外部から坩堝内の有機発光材料の残量を見ることができなく、工程パラメータの変化、および長期に亘って収集した資料のみで人為的判断を行うため、坩堝内の有機発光材料の残量を正確に把握することができず、材料の補給および設備のメンテナンス頻度を把握することが難しくて蒸着装置の生産状況に影響を及ぼす。
中華民国特許公告第Ｉ３７９４５１号
従って、本発明は、蒸着材料の温度と蒸着材料を収容する坩堝内の環境温度との差異により坩堝内の蒸着材料の残量をリアルタイムに監視し、蒸着材料の残量を正確に把握できる蒸着装置を提供することを主な目的の一つとする。
上記の目的を達成するために、本発明の好適な実施例に係る蒸着装置は、加熱室と、加熱室中に設置され、蒸着材料を収容するための坩堝と、計測端が坩堝の内部に設置される少なくとも１つの温度計測部材とを含む。
本発明の蒸着装置によれば、蒸着材料の温度と蒸着材料を収容する坩堝内の環境温度との差異により坩堝内の蒸着材料の残量をリアルタイムに監視し、蒸着材料の残量を正確に把握することができる。
本発明の第１の好適な実施例に係る蒸着装置を示す概略図である。 本発明の第１の好適な実施例に係る蒸着装置の温度計測部材を示す概略図である。 本発明の第１の好適な実施例に係る蒸着装置の温度の計測状態を示す概略図である。 本発明の第１の好適な実施例に係る蒸着装置の温度の計測状態を示す概略図である。 本発明の第１の好適な実施例に係る蒸着装置の温度の計測状態を示す概略図である。 本発明の第２の好適な実施例に係る蒸着装置を示す概略図である。 本発明の第３の好適な実施例に係る蒸着装置を示す概略図である。 本発明の第４の好適な実施例に係る蒸着装置を示す概略図である。
当該技術を熟知する者が本発明をより一層明確に理解するよう、以下、本発明の好適な実施例を例示し、図面を参照しながら、本発明についての構成内容およびその効果を詳細に説明する。
図１と図２を参照する。図１は、本発明の第１の好適な実施例に係る蒸着装置を示す概略図である。図２は、本実施例に係る蒸着装置の温度計測部材を示す概略図である。簡単に説明するために、本発明の各図は単に本発明をより明確にするための概略図であり、具体的な比例が設計要件に応じて調整可能となっている。図１と図２に示すように、本実施例に係る蒸着装置１００は、加熱室１１０と、坩堝１２０と、少なくとも１つの温度計測部材１４０とを含む。本実施例の蒸着装置１００は、複数の温度計測部材１４０を含むが、本発明はそれに限定されなく、本発明の他の好適な実施例において、温度計測部材１４０が１つのみ設置されてもよい。坩堝１２０は、加熱室１１０中に設置され、蒸着材料１３０を収容する。各温度計測部材１４０の計測端１４０Ｍは、坩堝１２０の内部に設置され、蒸着材料１３０の温度または坩堝１２０内の環境温度を計測することにより、蒸着材料１３０の坩堝１２０内にある容量を監視する。加熱室１１０は、本体１１０Ａおよび外蓋１１０Ｂを含み、外蓋１１０Ｂが本体１１０Ａ上に設置され、かつ外蓋１１０Ｂが、気化された蒸着材料１３０Ａを吐出するためのノズル１１１を少なくとも１つ有する。本実施例の加熱室１１０は円柱状の加熱室であってもよいが、本発明はそれに限定されなく、本発明の他の好適な実施例において、必要に応じて箱形または六面体などの適切な形状の加熱室を使用してもよい。本実施例において、蒸着装置１００は、蒸着材料１３０を加熱する加熱器１５０をさらに含んでもよい。本実施例において、加熱器１５０は、加熱室１１０の外側に設置されてもよいがそれに限定されない。例えば、変形実施例において、加熱器１５０は、加熱室１１０の内部に設置されてもよい。
図１〜図５を参照する。図３〜図５は、本発明の第１の好適な実施例に係る蒸着装置の温度の計測状態を示す概略図である。本実施例において、各温度計測部材１４０が坩堝１２０内に設置される高さは相互に異なることが好ましく、各温度計測部材１４０により計測し得られた温度値によって蒸着材料１３０の坩堝１２０内にある残量を判断する。例えば、温度計測部材１４０は、第１温度計測部材１４１と、第２温度計測部材１４２と、第３温度計測部材１４３と、第４温度計測部材１４４とを含んでもよい。第１温度計測部材１４１と、第２温度計測部材１４２と、第３温度計測部材１４３と、第４温度計測部材１４４とは、それぞれ、異なる長さを有し、例えば、第１温度計測部材１４１の長さが第２温度計測部材１４２の長さより長く、第２温度計測部材１４２の長さが第３温度計測部材１４３の長さより長く、第３温度計測部材１４３の長さが第４温度計測部材１４４の長さより長い。そのため、第１温度計測部材１４１、第２温度計測部材１４２、第３温度計測部材１４３、および第４温度計測部材１４４の計測端１４０Ｍは、それぞれ、坩堝１２０に蒸着材料１３０が充満する容量の２０％、４０％、６０％および８０％に至る高さに設置されてもよい。坩堝１２０内の蒸着材料１３０が補給された直後に加熱蒸着される時に、第１温度計測部材１４１、第２温度計測部材１４２、第３温度計測部材１４３、および第４温度計測部材１４４に計測された温度値は略同じで、残った蒸着材料１３０が坩堝１２０の容量の８０％以上を占めると意味する。蒸着工程の進行に伴って、気化された蒸着材料１３０Ａは、ノズル１１１により吐出されて坩堝１２０内に残った蒸着材料１３０が徐々に減少する（図３〜図５に示すように）。第４温度計測部材１４４に計測された温度値が他の温度計測部材１４０に計測された温度値より顕著に低い場合、坩堝１２０内に残った蒸着材料１３０は、坩堝１２０の容量の約８０％〜６０％の間であると判断される（図３に示すように）。同様に、第４温度計測部材１４４および第３温度計測部材１４３に計測された温度値が、第２温度計測部材１４２および第１温度計測部材１４１に計測された温度値より顕著に低い場合、坩堝１２０内に残った蒸着材料１３０は、坩堝１２０の容量の約６０％〜４０％の間であると判断される（図４に示すように）。第１温度計測部材１４１に計測された温度値が、他の温度計測部材１４０に計測された温度値より顕著に高い時に、坩堝１２０内に残った蒸着材料１３０は、坩堝１２０の容量の約４０％〜２０％の間であると判断される（図５に示すように）。ここで注意すべきことは、本発明の各温度計測部材１４０が坩堝１２０内に設置される高さおよび数量が上述した場合に限定されなく、所要の監視方式に合わせるように、必要に応じて温度計測部材１４０の設置の高さおよび数量を調整可能となっている。また、各温度計測部材１４０が蒸着材料１３０の温度を監視することにより、加熱器１５０の加熱強度を調整する。
本実施例の温度計測部材１４０は、熱電対（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｕｐｌｅ）または他の適切な温度計測部材であることが好ましい。また、蒸着装置１００は、加熱室１１０の外に設置される記録器１７０をさらに含んでもよく、かつ各温度計測部材１４０の坩堝１２０の外に設置される他端が記録器１７０に接続することにより、温度計測結果を記録器１７０に伝送して温度計測データを記録し、または、さらにこの温度計測データを、蒸着材料１３０の坩堝１２０内にある残量の割合に変換する。また、ここで注意すべきことは、本実施例の蒸着材料１３０は、液体の蒸着材料または固体の蒸着材料を含んでもよい。また、蒸着材料１３０は、有機発光材料を含むことが好ましい。即ち、蒸着装置１００は有機発光材料の蒸着工程に用いられてもよいがそれに限定されない。なお、本実施例の蒸着装置１００は、各温度計測部材１４０が加熱室１１０に挿入される箇所に設置され、温度計測部材１４０の設置による加熱室１１０内の加熱効果への影響を回避するための断熱ブロック１６０をさらに含んでもよいが、本発明はそれに限定されなく、本発明の他の好適な実施例において、必要に応じて温度計測部材１４０がノズル１１１を介して坩堝１２０内に挿入され、かつ温度計測部材１４０が、計測を必要とする場合のみに坩堝１２０内に延びて計測を行うような非固定状態にあってもよい。
以下、本発明の蒸着装置の異なる実施例について説明する。なお、説明を簡単にするために、以下、上述の実施例と同様の構成について説明を省略し、主に各実施例の相違点について詳細に説明する。また、各実施例を相互に照合するため、本発明の各実施例の同一部材は同一番号を付与する。
図６を参照して説明する。図６は本発明の第２の好適な実施例に係る蒸着装置を示す概略図である。図６に示すように、本実施例の蒸着装置２００は、上述した第１の好適な実施例と違い、温度計測部材１４０を１つのみ含む。温度計測部材１４０の一端が坩堝１２０内に設置されるが、本実施例の温度計測部材１４０が坩堝１２０内に設置される高さは、残量の警告を発する高さに対応することが好ましい。言い換えると、温度計測部材１４０に計測された温度値が顕著に低下した場合、坩堝１２０内の蒸着材料１３０の残量が、警告を発する残量以下になったと判断されるため、警告を受けて対応の処理を行うことができる。
図７を参照して説明する。図７は、本発明の第３の好適な実施例に係る蒸着装置を示す概略図である。図７に示すように、本実施例の蒸着装置３００は、上述した第２の好適な実施例と違い、温度計測部材１４０の計測端１４０Ｍがノズル１１１を介して坩堝１２０の内部に設置され、かつ温度計測部材１４０が、計測を必要とする場合のみに坩堝１２０内に延びて計測を行うような非固定状態にあってもよい。
図８を参照して説明する。図８は、本発明の第４の好適な実施例に係る蒸着装置を示す概略図である。図８に示すように、本実施例の蒸着装置４００は、加熱室４１０と、坩堝４２０と、複数の温度計測部材１４０とを含む。坩堝４２０は、加熱室４１０中に設置され、蒸着材料１３０を収容する。各温度計測部材１４０の一端が坩堝４２０内に設置され、蒸着材料１３０の温度または坩堝４２０内の環境温度を計測することにより、蒸着材料１３０の坩堝４２０内にある容量を監視する。加熱室４１０は、本体４１０Ａおよび外蓋４１０Ｂを含み、外蓋４１０Ｂは、本体４１０Ａ上に設置され、かつ気化された蒸着材料１３０Ａを吐出するためのノズル１１１を複数有する。また、蒸着装置４００は、蒸着材料１３０を加熱するための加熱器１５０をさらに含んでもよい。本実施例の蒸着装置４００では、上述の第１の好適な実施例と違い、加熱室４１０が直方体の箱形の加熱室であるが、それに対応して坩堝４２０が直方体の箱形の坩堝であってもよいがそれに限定されない。また、各温度計測部材１４０は、断熱ブロック１６０を通過して加熱室４１０に挿入されることにより、温度計測部材１４０の設置による加熱室４１０内の加熱効果への影響を回避できるが、本発明はそれに限定されない。本発明の他の好適な実施例では、必要に応じて温度計測部材１４０がノズル１１１を介して坩堝４２０内に挿入されてもよく、かつ温度計測部材１４０が、計測を必要とする場合のみに坩堝１２０内に延びて計測を行うような非固定状態にあってもよい。
以上のことをまとめると、本発明の蒸着装置は、坩堝の内部に設置される温度計測部材を用いて、蒸着材料の温度と、蒸着材料を収容する坩堝内の環境温度との差異により、蒸着材料が坩堝内にある残量に対してリアルタイムに監視し、蒸着材料の残量を正確に把握する目的を達成できる。
以上、本発明の好適な実施例を挙げて説明したが、本発明の技術的範囲は、本発明の特許請求の範囲に基づいて加えた各種の変動や潤色まで及ぶものである。
１００、２００、３００、４００ 蒸着装置
１１０、４１０ 加熱室
１１０Ａ、４１０Ａ 本体
１１０Ｂ、４１０Ｂ 外蓋
１１１ ノズル
１２０、４２０ 坩堝
１３０ 蒸着材料
１３０Ａ 気化された蒸着材料
１４０ 温度計測部材
１４０Ｍ 計測端
１４１ 第１温度計測部材
１４２ 第２温度計測部材
１４３ 第３温度計測部材
１４４ 第４温度計測部材
１５０ 加熱器
１６０ 断熱ブロック
１７０ 記録器

Claims (10)

  1. 蒸着装置であって、
    加熱室と、
    前記加熱室中に設置され、蒸着材料を収容するための坩堝と、
    計測端が前記坩堝の内部に設置される少なくとも１つの温度計測部材と、を含むことを特徴とする蒸着装置。
  2. 前記温度計測部材は、前記蒸着材料の温度または前記坩堝内の環境温度を計測することにより、前記蒸着材料の前記坩堝内にある容量を監視することを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
  3. 前記温度計測部材の前記計測端は、前記坩堝内の残量の警告を発する高さに設置され、
    計測された温度が所定の温度より低いことが、前記蒸着材料の残量が警告を発する残量より低いこととして表されることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
  4. 前記少なくとも１つの温度計測部材は、複数の温度計測部材を含み、かつ前記複数の温度計測部材の各前記計測端が前記坩堝内に設置される高さは相互に異なることにより、残量の異なる前記蒸着材料を監視することを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
  5. 前記温度計測部材は熱電対を含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
  6. 前記加熱室の外に設置される記録器をさらに含み、
    前記温度計測部材の前記坩堝の外に設置される他端が前記記録器に接続することにより、温度計測結果を前記記録器に伝送することを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
  7. 前記加熱室の外側に設置され、前記蒸着材料を加熱するための加熱器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
  8. 前記加熱室は、本体および外蓋を含み、
    前記外蓋が前記本体上に設置され、かつ前記外蓋が、気化された前記蒸着材料を吐出するための少なくとも１つのノズルを有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
  9. 前記温度計測部材の前記計測端は、前記ノズルを介して前記坩堝の内部に設置されることを特徴とする請求項８に記載の蒸着装置。
  10. 前記加熱室は、円柱状の加熱室または長方形の加熱室を含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
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